传感器-项目三-任务1 超声波传感器的安装与测试

项目三任务1

超声波雷达的安装与测试

01

项目概述CONTENTS目录01

02

项目概述03

超声波雷达的结构与分类04

超声波雷达的工作原理与应用超声波雷达的安装与测试05

任务考查06

名师讲堂项目概述智能网联汽车通过传感器来感知信息，环境感知类传感器是车辆感知周围环境的核心部件，它们通过多源数据融合为自动驾驶系统提供决策依据。环境感知类传感器主要有超声波传感器、激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达和视觉传感器等。本章将系统介绍环境感知类传感器的结构与组成、工作原理与应用、安装与测试。知识目标1、熟悉环境感知类传感器的类型与特点。2、了解环境感知类传感器的结构与组成。3、掌握环境感知类传感器的工作原理与应用。4、掌握环境感知类传感器的安装步骤与测试方法。能力目标1、能够熟练使用环境感知类传感器安装与测试时所需的工具。2、能够熟练使用仪器设备进行环境感知类传感器的品质检测。3、能够独立完成环境感知类传感器的安装与测试。4、能编制环境感知类传感器标定与测试方案。素质目标1、养成严格遵守技术手册、操作流程及安全规范的职业习惯。2、树立“安全第一”理念，主动保护自身、他人安全，对设备可靠性负责。3、追求安装精度、调试细致性的工匠精神，培养精益求精的态度。4、在多传感器协同调试中，主动沟通、共享数据，提升系统集成意识。【问题引入】小李近期在驾驶自己爱车的过程中发现，原本在倒车过程中和车辆相互距离较近时，车辆本应发出的“嘀嘀嘀”报警提示音消失了，小李将车辆安全驶入4S店后咨询技术人员，技术人员检查后向小李解释道：“车辆超声波雷达有故障，而帮助车辆发出报警提示音的核心部件就是超声波雷达”。【相关知识】引导问题1目前市面上大部分智能车辆都具有自动泊车功能，此功能主要依赖超声波雷达来实现，超声波雷达由哪些部件组成的呢？02

超声波雷达结构与组成1、车载超声波雷达的基本结构车载超声波雷达是安装在汽车上、用超声波信号探测距离的传感器。其功能是探测周围障碍物距离，提供辅助信息或触发安全功能，如自动泊车、倒车警示、防碰撞预警等。通常安装于车辆前后保险杠及侧面，全面感知近距离环境。虽探测距离短，但响应快、可靠性高，在复杂交通或低速操作中有实用价值，弥补视觉盲区，提升驾驶安全性和便利性。2、超声波雷达结构组成组成部件及功能

压电陶瓷元件--核心部件，由压电陶瓷材料制成，施加交变电压时产生机械振动发射超声波，接收超声波时将机械振动转化为电信号。共振板--与压电陶瓷元件紧密相连，增强振动效果，提高超声波发射和接收效率，更好地传递机械能。外壳--采用金属或塑料材质，保护内部部件免受灰尘、水汽、碰撞等影响，其形状和结构影响超声波发射和接收方向，部分设计有特殊安装结构。隔离环--由软硅树脂等材料制成，安装在传感器外壳与车辆保险杠安装支架之间，隔离振动和干扰，保证传感器准确工作。3、超声波雷达组成部件功用控制器组成及功能

微控制器（MCU）：控制发射电路发射信号，接收回波信号并分析计算信息。

发射电路：在MCU控制下产生电信号驱动传感器，需精确控制参数。

接收电路：处理微弱电信号，形成适合MCU处理的数字信号。显示部分组成及功能

显示器：为车载显示屏的一部分，直观显示车辆与障碍物的距离信息，部分以图形化方式展示障碍物位置和大致形状。

蜂鸣器：接收主机传输的距离数据或报警信息，根据设定的距离值提供不同级别的距离提示和报警信息。03

超声波雷达工作原理与应用【相关知识】引导问题2自然界中的蝙蝠在漆黑的环境中也能自由飞行并捕捉昆虫，此能力主要依赖其超声波回声定位系统来实现，这套系统的工作原理与车载超声波雷达非常相似。那么，超声波雷达是如何感知周围世界的呢？1、超声波雷达的工作原理

采用超声波雷达测距时，超声波发射器先向外面某一个方向发射出超声波信号，在发射超声波的同时开始计时，超声波通过空气进行传播，传播途中遇到障碍物就会立刻反射回来，超声波接收器在接收到反射波时立即停止计时。计时器通过记录时间就可以测算出从发射点到障碍物之间的距离。在空气中超声波的传播速度一般为340m/s，计时器通过记录时间t，就可以测算出从发射点到障碍物之间的距离s，即s=340t/2。工作原理2、超声波雷达的实车应用倒车辅助

超声波雷达安装于车的后保险杠或前后保险杠，用以侦测前、后方的障碍物，当雷达侦测到离车最近的障碍物距离时发出警报声来警告驾驶员，帮助驾驶员“看到”前、后方的障碍物以保障车辆的安全，一般采用短距超声波传感器探头。2、超声波雷达的实车应用盲点监测

当车速>30km/h时，盲点监测系统会自动通过超声波雷达传感器探测车辆侧后方，有车辆时，外后视镜上的黄色指示灯会点亮以警示驾驶人；如果拨了转向灯，则指示灯以5Hz的频率闪烁，同时仪表板会发出报警声音。2、超声波雷达的实车应用智能泊车

在泊车过程中会持续使用超声波传感器检测车位和障碍物，自动操作方向盘和制动器，实现自动泊车。泊车辅助系统通常使用5-12个超声波雷达，车后部的4个短距超声波雷达负责探测倒车时与障碍物之间的距离，两侧的长距超声波雷达负责探测停车位空间实现自动泊车功能。04

超声波雷达

安装与测试超声波雷达安装与测试任务步骤设备工具备注实操视频步骤1超声波雷达的品质检测超声波雷达套件、直流电源、用户手册、无纺布、绝缘垫、工作手套等1、超声波雷达用于品质检测2、直流电源用于超声波雷达启动供电（0～36V可调）3、用户手册用于查阅相关技术参数4、无纺布、绝缘垫、工作手套用于设备及人身安全防护

步骤2超声波雷达的装配智能网联教学车、超声波雷达套件、游标卡尺、扭力扳手、固定螺栓、卷尺、无纺布、安全帽、绝缘垫和工作手套等

1、智能网联教学车用于超声波雷达部件的装配2、超声波雷达套件用于实物安装3、卷尺、游标卡尺用于孔距和孔径测量4、扭力扳手、固定螺栓用于测量、安装固定超声波雷达5、安全帽、绝缘垫和工作手套用于人身安全

步骤3超声波雷达调试智能网联教学车、计算平台1、智能网联教学车用于超声波雷达联机调试2、计算平台用于超声波雷达功能测试05

任务考查超声波雷达安装与调试06

名师讲堂名师讲堂1、低速车辆跟车距离控制低速（5-30km/h）跟车时，车头超声波雷达辅助监测近距离（1-5米）前车。距离小于安全阈值（如1米），系统减速提示或轻微制动防追尾。低速且车距近时，超声波雷达高频探测（响应快于毫米波雷达）反馈及时，提供双重保障。名师讲堂2、涉水深度探测暴雨或积水路段，车辆超声波雷达发射波测积水深度（结合车辆高度数据）。积水深度超安